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2019 年度 実績報告書

対称性を制御した単分子磁石における磁化反転ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 17K05811
研究機関奈良女子大学

研究代表者

梶原 孝志  奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (80272003)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード希土類錯体 / 磁気特性 / 単分子磁石 / 分子構造 / 磁気異方性
研究実績の概要

希土類金属錯体を対象に、このような錯体に見られるミリ秒程度の遅い磁化緩和現象の機構解明と、分子設計に基づく磁気特性制御を目的として研究を展開した。希土類金属イオンの磁化ベクトルは全角運動量ベクトルと平行となり、全角運動量ベクトルの向きは軌道角運動量の向きとほぼ等しくなる。軌道角運動量の向きは希土類金属イオンを取り巻く結晶場の異方性を分子設計により制御することができれば、希土類イオンの磁化ベクトルの向きを特定の方向に固定することが可能になり、引いていは遅い磁化緩和現象の制御につながる。このような指針のもと、本研究では特に軸対称性の高い錯体に着目し、錯体の設計、合成を行うとともに、その磁気特性について詳細な解明を行った。対象とした錯体は、1) 3回対称性をもつZn(II)-Ln(III)-Zn(II)三角錯体、2) 3回対称性を持つLn(III)単核錯体、3) 5座のシッフ塩基配位子をエカトリアル位に持ちアキシアル配位子を様々に置換した擬五方両錐型Ln(III)単核錯体、の三種類の錯体である。1)については、単結晶を対象とする角度依存型の交流磁化率測定を行い、磁化緩和過程の磁気異方性について詳細な議論を行った。2) については、錯体に対してプロトン化やアルカリ金属イオンなど他の金属イオンの共存が遅い磁化緩和現象にどのような影響を与えるかを検討した。3) については電子的な性質の異なる様々なアキシアル配位子への置換が遅い磁化緩和現象にどのような影響を与えるかを一連の錯体を対象に比較、検討を行い、コンピュータ計算をもとに詳細について検討した。これらの成果は2報の原著論文として報告済みであり、更に1報について投稿準備中である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件)

  • [国際共同研究] Institute of Nuclear Physics(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      Institute of Nuclear Physics
  • [雑誌論文] Anisotropy of Spin?Lattice Relaxations in Mononuclear Tb3+ Single-Molecule Magnets2020

    • 著者名/発表者名
      Konieczny Piotr、Pelka Robert、Masuda Yuka、Sakata Shiomi、Kayahara Saori、Irie Natsumi、Kajiwara Takashi、Baran Stanislaw
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 124 ページ: 7930~7937

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b11057

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Correlation between Slow Magnetic Relaxations and Molecular Structures of Dy(III) Complexes with N5O4 Nona-Coordination2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Kaede、Harada Yukina、Ikenaga Kazuki、Kitagawa Yasutaka、Nakano Masayoshi、Kajiwara Takashi
    • 雑誌名

      Magnetochemistry

      巻: 5 ページ: 27~27

    • DOI

      10.3390/magnetochemistry5020027

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Cyclenを基盤とする八座配位子を用いた Ln(III) 錯体の合成と磁気特性2020

    • 著者名/発表者名
      梶原孝志、他
    • 学会等名
      日本化学会第100回討論会
  • [学会発表] N5O4-9配位のLn(III)錯体における軸配位子交換が遅い磁化緩和に及ぼす効果2019

    • 著者名/発表者名
      梶原孝志、他
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
  • [学会発表] トリスジピコリナトLn(III)単核錯体における分子配列の秩序性と磁気特性の相関2019

    • 著者名/発表者名
      梶原孝志、他
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
  • [学会発表] ジピコリン酸を配位子としたLn(III) 錯体の磁気特性と結晶構造の相関2019

    • 著者名/発表者名
      梶原孝志、他
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
  • [学会発表] Gd(III)錯体における遅い磁化緩和現象2019

    • 著者名/発表者名
      梶原孝志、他
    • 学会等名
      希土類討論会
  • [学会発表] トリスジピコリナトGd(III)単核錯体における遅い磁気緩和の発現2019

    • 著者名/発表者名
      梶原孝志、他
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] トリスジピコリナトDy(III)単核錯体のSMM特性における対カチオン交換の効果2019

    • 著者名/発表者名
      梶原孝志、他
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会

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公開日: 2021-01-27  

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